以 O(1) 时间复杂度和 O(1) 额外空间在 C++ 中查找栈中的最大值


假设我们想创建一个堆栈,该堆栈可以存储堆栈中的最大元素。并且我们可以在 O(1) 时间内获取它。限制条件是,它应该使用 O(1) 额外空间。

我们可以创建一个自定义堆栈,它将存储最大值,当执行一个操作(例如 pop 或 peek)时,将返回最大值。对于 peek 操作,返回堆栈顶部和最大元素的最大值,对于 pop 操作,当顶部元素较大时,打印它并将最大值更新为 2*max – top_element。否则,返回顶部元素。对于 push 操作,将最大元素更新为 x(要插入的数据),2*x – max。

示例

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
class CustomStack {
   stack<int> stk;
   int stack_max;
   public:
   void getMax() {
      if (stk.empty())
         cout << "Stack is empty"<<endl;
      else
         cout << "Maximum Element in the stack is: "<< stack_max <<endl;
   }
   void peek() {
      if (stk.empty()) {
         cout << "Stack is empty ";
         return;
      }
      int top = stk.top(); // Top element.
      cout << "Top Most Element is: "<<endl;
      (top > stack_max) ? cout << stack_max : cout << top;
   }
   void pop() {
      if (stk.empty()) {
         cout << "Stack is empty"<<endl;
         return;
      }
      cout << "Top Most Element Removed: ";
      int top = stk.top();
      stk.pop();
      if (top > stack_max) {
         cout << stack_max <<endl;
         stack_max = 2 * stack_max - top;
      } else
         cout << top <<endl;
      }
      void push(int element) {
         if (stk.empty()) {
         stack_max = element;
         stk.push(element);
         cout << "Element Inserted: " << element <<endl;
            return;
      }
      if (element > stack_max) {
         stk.push(2 * element - stack_max);
            stack_max = element;
      } else
         stk.push(element);
      cout << "Element Inserted: " << element <<endl;
   }
};
int main() {
   CustomStack stk;
   stk.push(4);
   stk.push(6);
   stk.getMax();
   stk.push(8);
   stk.push(20);
   stk.getMax();
   stk.pop();
   stk.getMax();
   stk.pop();
   stk.peek();
}

输出

Element Inserted: 4
Element Inserted: 6
Maximum Element in the stack is: 6
Element Inserted: 8
Element Inserted: 20
Maximum Element in the stack is: 20
Top Most Element Removed: 20
Maximum Element in the stack is: 8
Top Most Element Removed: 8
Top Most Element is:
6

更新于: 2019 年 12 月 18 日

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